Глубокий сон: секрет создания долговременных воспоминаний

Что общего у мозговых волн и воспоминаний?

Все знают, что сон жизненно важен для здоровья. Он поддерживает наш иммунитет, помогает органам работать слаженно и даже влияет на продолжительность жизни. Но уже почти 20 лет учёные знают, что медленные электрические волны в мозге во время глубокого сна играют важнейшую роль в формировании памяти. Только сейчас стало ясно, как именно это происходит. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications 12 декабря, показало, что эти волны делают неокортекс (зону мозга, где хранятся долгосрочные воспоминания) особенно восприимчивым к новой информации.

Почему мозг "репетирует" прошедший день?

Учёные считают, что во время сна мозг воспроизводит события дня. Информация перемещается из гиппокампа, где хранятся кратковременные воспоминания, в неокортекс, превращаясь в долговременные. Здесь главную роль играют медленные волны — устойчивые электрические колебания в коре мозга, которые можно измерить с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Медленные волны происходят, когда электрический потенциал множества нейронов одновременно увеличивается и снижается с частотой один раз в секунду.

Нейроны в неокортексе. Медленноволновой сон укрепляет связи между ними и способствует формированию памяти.

Как объясняет Йорг Гейгер, директор Института нейрофизиологии Университетской клиники Шарите в Берлине:

"Мы знали, что эти колебания способствуют формированию памяти. Но до сих пор не понимали, как именно мозг перерабатывает информацию во время этого процесса, поскольку изучать потоки данных внутри человеческого мозга крайне сложно".

Редкая возможность заглянуть внутрь мозга

Группа учёных исследовала редчайшие образцы человеческой мозговой ткани, изъятые у 45 пациентов, перенёсших операции на головном мозге. Они воспроизвели в этих образцах медленные волны, характерные для глубокого сна, и замеряли отклики нейронов, используя ультратонкие стеклянные микропипетки.

Десять «щупалец» для отслеживания глубокого сна: этот дружелюбный на вид микроскоп сыграл важную роль в расшифровке эффектов медленных волн, типичных для сна. Оснащенный десятью стеклянными пипетками, которые можно контролировать с точностью до нанометра с помощью роботизированных рук, он может стимулировать и считывать электрическую активность такого же количества нервных клеток в соединительной ткани.

Эта техника позволила одновременно "прослушивать" связи между десятками нервных клеток, что дало новое понимание работы мозга. Оказалось, что связь между нейронами особенно усиливается в момент, когда электрический потенциал резко увеличивается.

Франц Ксавьер Миттермайер, нейрофизиолог и соавтор исследования, поясняет:

"Кора мозга в этот момент находится в состоянии повышенной готовности. Если мозг воспроизводит воспоминание именно в это время, оно особенно эффективно закрепляется в долгосрочной памяти".

Новый подход к улучшению памяти

Полученные знания могут стать основой для новых методов терапии, направленных на улучшение памяти. Уже сегодня учёные по всему миру экспериментируют с электрическими импульсами (транскраниальной электростимуляцией) и звуковыми сигналами, чтобы воздействовать на медленные волны во сне.

По словам Йорга Гейгера:

"Сейчас эти методы разрабатываются вслепую, методом проб и ошибок. Наши данные о точных временных рамках позволят создавать целенаправленные стимуляции для усиления памяти".

Скоро ли мы сможем "прокачивать" память во сне?

Этот прорыв в изучении глубокого сна открывает огромные перспективы. Возможно, в будущем у каждого будет доступ к технологиям, способным улучшать память, просто влияя на электрические волны мозга.

А как вы считаете, нужно ли вмешиваться в естественные процессы сна ради улучшения памяти? Поделитесь своим мнением в комментариях!

Наука рулит, а мы следуем за ней! Оставайтесь любознательными!

Подписывайтесь на наш канал, если еще этого не сделали.

Рекомендуем почитать